USB设备架构

USB设备，分为3层：1.底层为传送和接受数据的总线接口；2.中间层处理总线和不同端点的数据传输；3.最高层由串行总线设备提供。主要研究中间层。

USB设备状态，主要研究外部可见状态。

1，连接态，USB设备可从Host上连接或者断开。

2，加电态。设备对电源的支持能力是通过配置描述表来反映的。

3，缺省态。加电后尚未复位之前不应对总线相应，在接收到复位信号后，设备在缺省地址处可寻址。

4，编址态。设备由主机分配一个唯一的地址后，就保持这个地址。

5，配置态。在使用设备之前，设备必须要先被配置好。从设备的角度说，配置包括用一个非零值进行SetConfiguration()要求。配置会使得与之有关的结点（endpoint）被设成缺省值。

6，挂起态。设备在检测不到总线传输时候进入挂起状态，并保持内部状态不变，包括地址和配置。

==========================================================

总线标识 （Bus Enumeration）

当USB设备接上或从USB设备移开的时候，主机启动一个被称作总线标识的过程，来标识并管理设备状态的改变。

当一个USB设备连上一个带电端口时，系统将进行以下操作：

1，设备通过状态改变通道报告主机由USB设备连上。此时USB设备处于加电状态，它所连接的端口无效。

2，主机询问此次连接含义。

3，主机在知道新设备连接上后将等待100ms以使得插上操作完成和设备电源稳定，然后主机使能端口并复位端口。

4，当发出reset信号后，端口已经被使能。USB设备此时处于缺省态，并可从VBUS获得不多于100mA电流。所有寄存器和状态被重置并对默认地址响应。

5，主机给设备分配唯一地址并使得USB设备进入编址态。

6，在设备接收唯一地址之前，其默认控制管道仍然可用默认地址寻址。主机通过读取设备描述符来得到USB设备默认管道可以使用的最大数据负载。

7，主机从设备读取配置信息要从配置0读取到配置n-1，其中n为配置个数。

8，基于读取来的配置信息和USB设备如何被使用，主机给设备一个配置值。设备进入配置态，所有于此有关的端点得到预先描述特性。USB设备可以得到描述符中要求的电量，从设备角度看，其已经就位。

===========================================================

通用USB设备操作 （Generic USB Device Operation）

所有的USB设备都支持一系列操作，这部分描述这些操作。

1，动态连接和断开

2，地址分配

3，配置。USB设备必须在配置后才能使用。Host通过读取设备的配置信息来决定设备功能。

4，数据传送。数据可能以4种方式在USB设备端点和主机之间进行通信。同一端点可在不同配置下以不同方式来传送数据，但是一旦配置选定，传送方式就决定了。

5，电源管理。USB设备供电需求在1个单元（100mA）以下直到被配置。一旦被挂起，那么无论之前是否被配置，供电需求要被降低。在配置后，USB设备可以需求5个单元（500mA）。USB可以通过设备描述符来向主机汇报本身远程唤醒能力。

6，请求处理。

7，请求错误。

===========================================================

USB设备请求

所有的USB设备通过缺省控制管道对Host的请求做出响应。这些请求通过控制传输做到，响应和响应参数通过setup包设置，Host设置包内的每个域的数值。每个setup包有8个字节。

1， bmRequestType，1个字节。表明了第二阶段的控制传输方向，如果wLength被设置为0的，方向位被忽略。USB spec 定义了一系列USB设备必须支持的USB标准请求。设备商也可以定义设备支持的请求。请求可以被引导到设备上或设备接口上或者设备的一个端口上。当指定的是接口或者某个端口的时候，wIndex指出了是哪些接口或端口。

2，bRequest，1个字节。这个域表明了特别的请求。bmRequestType中的Type位修改此域的含义。只有当Type位为0的时候bRequest域的含义是标准设备请求。

3，wValue，2个字节。这个域的内容取决于request，以用来传递不同参数给设备。

4，wIndex，2个字节。这个域的内容取决于request，以用来传递不同参数给设备。这个域通常用来指明一个端口或接口。

当用来指明端口时：

D15---D14---D13---D12---D11---D10---D9---D8---D7-------D6---D5---D4---D3---D2---D1---D0

|-------------保留，设置为0---------------------------|direction|保留，设置为0|---endpoint number---|

其中方向位设置为0的时候表示OUT，设置为1的时候表示IN，并且需要表明endpoint number。在控制管道的情况下，request设置方向位0但设备可以接收任意方向位的值。

当用来指明接口时：

D15---D14---D13---D12---D11---D10---D9---D8---D7-------D6---D5---D4---D3---D2---D1---D0

|-------------保留，设置为0---------------------------|---------------interface number---------------|

5，wLength，2个字节。这个域指明控制传输第二阶段的数据长度。方向由方向位指定，并且如果方向位为0则没有数据要传输。在输入请求下，设备可以返回小于等于wLength中的数据。在输出请求下，wLength总是指明要确切传输的数据。如果主机发送超过wLength的数据，则设备行为无定义。